Como um componente fundamental para permitir o controle automático e remoto em sistemas de controle elétrico, os relés são amplamente utilizados em vários campos, incluindo eletrodomésticos, automação industrial, sistemas automotivos, telecomunicações, energia elétrica, energia, segurança e aeroespacial. Sua função principal consiste em usar uma pequena corrente para controlar a comutação (ligar/desligar) de uma corrente maior, protegendo assim os contatos da chave de controle e facilitando a comutação segura de circuitos elétricos. Nos automóveis tradicionais, os relés são empregados principalmente para controlar a abertura e fechamento de circuitos de acessórios elétricos, como limpadores de pára-brisa, vidros elétricos e sistemas de iluminação; operando normalmente em uma faixa de tensão de 12 a 48 volts, esses dispositivos são classificados como produtos de baixa-tensão. O desempenho e a confiabilidade desses relés dependem significativamente do projeto de seus sistemas eletromagnéticos, onde o Núcleo de Ferro do Relé desempenha um papel fundamental na orientação do fluxo magnético e no aumento da atração eletromagnética. Normalmente, o núcleo de ferro do relé funciona em conjunto com o garfo, a armadura e a bobina para formar um circuito magnético fechado, permitindo que o eletroímã gere atração suficiente e estável quando energizado, acionando assim de forma confiável os contatos do relé.
Com o advento da era dos veículos de nova energia (NEV), os sistemas elétricos dos veículos passaram por uma transformação fundamental. A tensão do circuito principal em NEVs normalmente excede 200 V-muito acima da faixa de 12 a 48 V encontrada em veículos tradicionais. Consequentemente, além de manter os relés tradicionais de baixa-tensão, os NEVs devem ser equipados com relés CC especializados de alta-tensão para controlar a comutação do circuito principal que conecta a bateria, o motor e os sistemas de controle eletrônico. Neste ambiente de alta-tensão CC, os relés padrão são incapazes de atender aos rigorosos requisitos de supressão segura de arco e interrupção confiável do circuito. Para resolver isso, a indústria adotou amplamente relés CC de alta-vácuo ou gás-de alta{13}}tensão preenchidos com gás. Entre os componentes utilizados, o Flat Core para Relé EV é amplamente empregado no projeto de sistemas eletromagnéticos de relés CC de alta-tensão devido à sua estrutura compacta e alta eficiência do circuito magnético. Este design de núcleo plano minimiza efetivamente a relutância magnética enquanto acomoda restrições espaciais limitadas, permitindo que o relé gere maior força eletromagnética com consumo de energia equivalente da bobina; isso, por sua vez, impulsiona a atuação rápida do contato e reduz a duração do arco.
Durante o processo de fabricação de relés CC de alta-tensão, a peça de dobra de núcleo de ferro estampado para relé EV serve como um componente guia de fluxo-crítico, formado por meio de processos de dobra e estampagem de precisão. Dados os requisitos extremamente rigorosos de precisão dimensional, qualidade de superfície e consistência de propriedades magnéticas em núcleos de relés CC de alta-tensão, o processo de estampagem e dobra permite a produção em massa de componentes principais com geometrias complexas e tolerâncias rigorosas. Esses núcleos são normalmente fabricados com materiais magnéticos macios-como ferro eletrolítico puro ou DT4C-que passam por tratamento de recozimento para atingir alta permeabilidade magnética e baixa coercividade. Além disso, o Núcleo de Estampagem para Relés de Nova Energia constitui um dos principais componentes do sistema eletromagnético de relés CC de alta-tensão para NEVs. Em comparação com os relés tradicionais, os relés NEV devem suportar tensões significativamente mais altas e maiores picos de corrente; portanto, seus núcleos de ferro exigem não apenas propriedades magnéticas suaves superiores, mas também uma resistência robusta à fadiga e ao choque mecânico. O processo de estampagem garante um fluxo interno ideal de grãos dentro do núcleo, minimizando assim as perdas por histerese e, em última análise, prolongando a vida útil elétrica geral do relé.
Em termos de seleção de materiais, o núcleo de ferro puro para relé EV é considerado a escolha ideal para aplicações de guia-de fluxo. O ferro puro possui indução magnética de alta saturação e baixa coercividade, permitindo estabelecer rapidamente um forte campo magnético quando uma bobina é energizada e desmagnetizar rapidamente após a desconexão da energia, garantindo assim a liberação confiável dos contatos do relé. No contexto de relés CC de alta-tensão, o núcleo da bobina do relé é diretamente acoplado à bobina; conseqüentemente, a magnitude de sua permeabilidade magnética determina a eficiência da conversão eletromagnética. Se a permeabilidade magnética do núcleo for insuficiente, a bobina requer uma corrente mais alta para gerar uma força de atração adequada, levando ao aumento da temperatura da bobina e ao consumo de energia, e potencialmente comprometendo a confiabilidade-do longo prazo do relé. Portanto, relés CC de alta-tensão-de alta tensão normalmente utilizam ferro puro elétrico de alta-pureza para a fabricação de seus núcleos, complementados por processos precisos de tratamento térmico.
Do ponto de vista da estrutura geral do sistema eletromagnético, o núcleo do eletroímã constitui um componente integral do conjunto eletroímã do relé; junto com a bobina, o garfo e a armadura, forma o circuito magnético completo. Quando a bobina é energizada, o núcleo elétrico de ferro puro sofre rápida magnetização, gerando uma poderosa força de atração eletromagnética que aciona a armadura. A estabilidade magnética do núcleo de ferro influencia diretamente a tensão de pickup e a tensão de dropout do relé. Para satisfazer os rigorosos requisitos de confiabilidade dos relés CC de alta-tensão, muitos fabricantes adotaram o núcleo de ferro DT4C como material padrão. O DT4C representa um nível premium na categoria de ferro elétrico puro, caracterizado por um teor de carbono excepcionalmente baixo e excelente estabilidade magnética, tornando-o ideal para aplicações de alta-frequência que envolvem operações de comutação frequentes e-de longa duração.
Aprofundando-se nos componentes principais, o projeto do núcleo do relé eletromagnético requer um equilíbrio cuidadoso entre a eficiência do circuito magnético e a resistência mecânica. No processo de fabricação de relés CC de alta-tensão, o forjamento a frio dos núcleos de ferro DT4C se destaca como um método de conformação de alta-precisão. Este processo de forjamento a frio resulta em uma microestrutura interna mais densa e precisão dimensional superior dentro do núcleo de ferro, ao mesmo tempo que minimiza a necessidade de usinagem subsequente. É particularmente adequado-para a produção em massa de componentes com núcleo de ferro que apresentam formatos simétricos e exigem altos padrões de desempenho. Após o estágio de forjamento a frio, os núcleos de ferro DT4C normalmente passam por um tratamento térmico de recozimento para aliviar tensões internas e restaurar suas propriedades magnéticas suaves ideais.
Em resumo, abrangendo o espectro dos relés automotivos tradicionais de baixa-tensão até os relés CC de alta-tensão encontrados em veículos de energia nova, os avanços contínuos em materiais de núcleo de ferro e processos de fabricação estabeleceram uma base técnica sólida para alcançar alta confiabilidade, vida útil estendida e miniaturização em relés. Caso necessite de mais informações sobre os processos de fabricação e especificações técnicas deNúcleos de relé EV, convidamos você a entrar em contato conosco para receber aconselhamento especializado sobre seleção e suporte técnico.
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